乙醇浸提法提取花生壳黄酮类化合物的工艺研究

王洋

（潍坊工程职业学院，山东青州 262500）

乙醇浸提法提取花生壳黄酮类化合物的工艺研究

王洋

（潍坊工程职业学院，山东青州 262500）

本文通过单因素和响应面试验，优化了乙醇浸提法提取花生壳中黄酮类化合物的工艺条件，并得到了回归模型。试验表明，料液比为1:31.5，乙醇体积分数为72%，提取温度为77.35℃时，花生壳中黄酮类化合物的提取量为7.32mg/g。

花生壳；黄酮类化合物；乙醇浸提

花生是世界主要油料作物之一，花生单产高、含油率高，分布广泛[1]。在花生的加工过程中，每年可产生花生壳约500万t，花生壳大部分被用作燃料或直接丢弃，仅有少部分用于制造胶合剂、密度纤维板、制备塑料填料或化工原料[2]，资源利用量很低，对环境也有一定程度的污染。经研究表明，花生壳中黄酮类化合物具有多种生理活性，不仅对冠心病、高血压和高血脂等有明显的疗效，还具有抗氧化、抗菌消炎、增强免疫力和抗癌等药理活性[3,4]。研究表明花生壳中总黄酮含量在1.55%～3.42%[5]，我国年种植花生面积达450万hm2，总产量近1650万t，按照花生含壳量为33%计算，可得花生壳约500万t。目前，有关花生壳中黄酮化合物提取的研究报道不多，若能从中提取黄酮类化合物，则可以使其增值，提高经济效益。

在本实验中，笔者采用乙醇浸提法从花生壳中提取黄酮类化合物，并通过单因素和响应面试验，优化了提取的工艺条件，开发了花生壳的综合利用性，提高了农副产品的经济效益。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

花生壳：花生剥壳，洗净后晒干，在45℃烘干，然后用粉碎机将花生壳粉碎，待用。

芦丁，生化试剂。

氢氧化钠、无水乙醇、硝酸铝等均为分析纯试剂。

1.2 仪器与设备

真空干燥箱旋转蒸发仪，DHZ-9420A型，上海一恒科技有限公司；

高速粉碎机，FW100型，天津市泰斯特仪器有限公司；RE-52AA型旋转蒸发仪，上海亚荣生化仪器厂。

1.3 方法

1.3.1 工艺流程

花生壳→粉碎→脱脂→浸提→过滤→减压蒸馏→真空干燥→黄酮类化合物

1.3.2 芦丁标准曲线绘制

用60%乙醇溶液配制浓度0.104mg/mL芦丁标准溶液，分别吸取上述芦丁标准溶液1.00mL、2.00mL、3.00mL、4.00mL、5.00mL，置于10mL容量瓶中，用60%乙醇溶液补充至5.0mL，分别加入浓度为5%亚硝酸钠溶液0.3mL，摇匀，放置6min后，加入浓度为5%硝酸铝溶液0.3mL，摇匀，放置6min后再加入浓度为4%的氢氧化钠溶液4.0mL，摇匀，用60%乙醇溶液稀释至刻度，摇匀，放置12min后于波长510nm处进行吸光度测定，试剂作空白。以吸光度为纵坐标，浓度为横坐标，绘制标准曲线，作线性回归，得芦丁质量浓度x与吸光度y的关系。

1.3.3 花生壳中黄酮类物质含量的测定[6]

称取一定量的花生壳粉经浸提后，量取一定量处理过的提取液，根据分光光度计比色法测定其吸光度，得到吸光度后代入回归方程，计算得总黄酮含量。

1.3.4 总黄酮化合物提取量的测定

式中，c—提取液中黄酮浓度，mg/mL；

v—提取液体积，mL；

m—花生壳粉质量，g。

2 结果与分析

2.1 芦丁标准曲线的绘制

图1 芦丁的标准曲线Fig.1The standard curve of rutin

由图1可知，芦丁的标准曲线回归方程为：

2.2 料液比对黄酮提取量的影响

选取65%乙醇为提取剂，提取温度50℃，提取时间120min，用不同料液比（1:15，1:20，1:25，1:30，1:35，1:40，1:45 mL/g）浸提花生黄酮类化合物，结果见图2。

图2 料液比对花生壳黄酮提取量的影响Fig.2Effect of material liquid ratio on extraction rate of flavonoids from peanut hull

图2可以看出，花生壳黄酮提取量随着料液比的增加而增大，当料液比为1:30时，黄酮提取量为6.64mg/g。随着料液比的继续增大，黄酮提取量增加幅度变小。从实际生产上来说，适宜的料液比为1:30。

2.3 乙醇体积分数对黄酮提取量的影响

当料液比为1:30，提取温度50℃，回流提取120min时，考察不同乙醇体积分数20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%对黄酮提取量的影响，结果见图3。

图3 乙醇体积分数对花生壳黄酮提取量的影响Fig.3Effects of ethanol volume fraction on the extraction of flavonoids from peanut hull

由图3看出，花生壳中黄酮提取量随乙醇体积分数的增大而增加，当乙醇体积分数达到60%时，花生壳中黄酮的提取量为6.29mg/g。但当乙醇体积分数超过60%后，花生壳中黄酮提取量基本维持不变，而且提取液颜色逐渐加深，会影响黄酮提取的纯度。因此，浸提花生壳黄酮适宜的乙醇体积分数为60%。

2.4 提取时间对黄酮提取量的影响

当料液比为1:30，乙醇体积分数为60%，提取温度50℃，回流提取时，提取时间选择60、90、120、150和180min，分析提取时间对花生壳黄酮提取量的影响（见图4）。

图4 提取时间对花生壳黄酮提取量的影响Fig.4Effect of extraction time on extraction rate of flavonoids from peanut hull

由图4可以看出，花生壳中黄酮提取量随着提取回流时间的增长而增加，当提取时间超过120min后，黄酮提取量的变化不大。因此，适宜的提取时间为120min。

2.5 提取温度对黄酮提取量的影响

在料液比为1:30，乙醇体积分数为60%，在不同的温度梯度下，回流提取120min。

图5 提取温度对花生壳黄酮提取量的影响Fig.5Effect of extraction temperature on extraction rate of flavonoids from peanut hull

由图5可以看出，花生壳中黄酮提取量随提取温度的变化趋势是先升高然后降低，在提取温度为65℃时，达到峰值。分析其原因可能是提取温度过高，黄酮类化合物被氧化破坏，黄酮化合物的提取量下降。故最佳提取温度为65℃。

2.6 花生壳中黄酮提取量的响应面优化分析

表1 试验因素水平表Table 1Factors and levels of quadratic regression orthogonal rotation combination test

表2 响应面试验设计及结果Table 2Response surface experimental design and results

由表1、表2、表3可知，模型的P值显著。以花生黄酮提取量为响应值，对实验数据进行二次回归：

表3 回归模型的显著性检测及方差分析Table 3Significant test and variance analysis of regression model

根据方差分析分别作响应面和等高视线图，见图6、图7和图8。

图6 料液比和乙醇体积分数交互作用对黄酮提取量的响应面和等高线Fig.6The response surface and contour of the extraction of flavonoids from the interaction between the ratio of material to liquid and ethanol volume fraction

图7 料液比和提取温度交互作用对黄酮提取量的响应面和等高线Fig.7Response surface and contour of the extraction of flavonoids from the interaction between the ratio of material to liquid and extraction temperature

图8 乙醇体积分数和提取温度交互作用对黄酮提取量的响应面和等高线Fig.8Response surface and contour of the extraction of flavonoids from ethanol volume fraction and extraction temperature

提取时间对实验结果影响小，因此，响应面优化时未将其作为一个因素来优化。如图6、图7和图8所示，通过组图可以直观反映出各因素之间具有显著的交互作用，最佳落点均在试验因子的选取区域内。利用DesignExpert 8.0软件进行花生壳黄酮提取量的优化组合，得到的最佳工艺条件为：料液比为1:31.5，乙醇体积分数为72%，提取温度为77.35℃，此时花生壳黄酮提取量为7.32mg/g。结合实际的试验结果，进行3次模拟验证试验，得出花生壳黄酮提取量的均值为7.29mg/g，与预测值相比的相对偏差为0.41%，因此证实了数据的准确性。

3 结论

以花生壳为原料，以乙醇为溶剂，通过响应面试验分析浸提花生壳黄酮化合物的最佳工艺条件为：料液比为1:31.5，乙醇体积分数为72%，提取温度为77.35℃，此时花生壳黄酮提取量为7.32mg/g。

[1]李明妹,姚开,贾冬英,等.花生功能成分及其综合利用[J].中国油脂,2004,29(9):14-15.

[2]杨伟强,秦晓春,张吉民,等.花生壳在食品工业中的综合开发与利用[J].花生学报,2003,32(1):33-35.

[3]孟阳,于丽娟,洪伯铿.花生壳中黄酮类抗氧化物的提取及在食品中的应用[J].食品科学,2007,18(12):27-29.

[4]潘少香,孟晓萌,郑晓冬,等.枣中黄酮类物质的研究进展[J].中国果菜,2013,12:34-36.

[5]杨增明,王文静,龚云麒,等.不同产地花生壳药材中总黄酮含量的测定[J].中国民族民间医药杂志,2004,7l(6):359-360.

[6]毕洁,杨庆利,于丽娜,等.花生壳黄酮乙醇提取工艺探讨[J].现代化工,2008,10(28):316-317.

Study on Extraction of Flavonoids from Peanut Hull by Ethanol Extraction

WANGYang
(Weifang Engineer Vocational College,Qingzhou 262500,China)

Process conditions of extracting flavonoids from peanut hull by ethanol extraction were optimized by single factor and response surface experiment,and the regression model was obtained.The results showed that when material liquid ratio was 1:31.5,ethanol concentration 72%,extraction temperature 77.35℃,extraction rate of flavonoids was 7.32mg/g.

Peanut hull;flavonoids;ethanol extraction

R284.2

A

1008-1038(2015)08-0011-04

2015-02-19

王洋（1985—），男，研究方向为食品科学